Ultrafeine Pulvermahlung Die Technologie wird von Wissenschaftlern weltweit als jahrhundertealte Hochtechnologie bezeichnet. Nach der Verfeinerung verändern sich die Materialeigenschaften erheblich. Optische, elektrische, magnetische und mechanische Eigenschaften sind betroffen. Auch thermische Eigenschaften sowie Oberflächen- und Grenzflächeneigenschaften verändern sich. Im Einsatz werden oft außergewöhnliche Effekte erzielt.
Ultrafeine Pulvermahlung wird üblicherweise in Mikron-, Submikro- und Nano-Pulver unterteilt. Die internationale Wissenschaftsgemeinschaft nennt üblicherweise ultrafeine Pulver mit einem Partikelgröße Pulver mit einer Partikelgröße von mehr als 1 μm. Pulver mit einer Partikelgröße von 0,1–1 μm (d. h. 100–1000 nm) werden als Submikronpulver bezeichnet. Pulver mit einer Partikelgröße von 0,001–0,1 μm (d. h. 1–100 nm) werden als Nanopulver (auch Nanomaterialien genannt) bezeichnet. Im weiteren Sinne bezeichnet Nanomaterialien Materialien mit mindestens einer Dimension im Nanometerbereich.
Die Mahltechnologie für ultrafeines Pulver umfasst die Herstellung und Verwendung des oben genannten ultrafeinen Pulvers und verwandte Technologien. Zu den Forschungsinhalten gehören die Technologie zur Herstellung ultrafeinen Pulvers, Klassifizierungstechnologie, Trenntechnologie, Trocknungstechnologie, Transport-, Misch- und Homogenisierungstechnologie, Oberflächenmodifizierungstechnologie, Partikelverbundtechnologie, Detektionstechnologie, Verpackungs-, Lagerungs- und Transport- sowie Anwendungstechnologie, Sicherheitstechnologie im Herstellungs-, Lagerungs- und Transportprozess usw.
Eigenschaften von ultrafeinem Pulver
- Es hat eine riesige spezifische Oberfläche. Mit abnehmender Partikelgröße verringert sich die Anzahl der Atome pro Partikel. Die Anzahl der Oberflächenatome steigt bei kleineren Partikeln schnell an. Mit zunehmender spezifischer Oberfläche steigt auch die Oberflächenenergie.
- Niedriger Schmelzpunkt, instabil chemisch Eigenschaften.
- Leichte Agglomeratbildung. Da die Partikel klein sind und eine hohe Oberflächenenergie aufweisen, neigen sie dazu, sich automatisch zu größeren Partikeln zu aggregieren und so die Oberflächenenergie zu reduzieren. Diese Eigenschaft erschwert die Herstellung ultrafeiner Pulver erheblich. Um Agglomerationen zu verhindern, werden üblicherweise Polymere oder Elektrolytionen als Schutzmittel zugesetzt.
- Starke Lichtabsorption. Massivmetalle absorbieren sichtbares Licht nur gering, reflektieren stark und weisen unterschiedliche Glanzgrade auf. Metallnanopulver hingegen absorbieren sichtbares Licht stark, reflektieren schwach und sind fast vollständig schwarz. Das Absorptionsband ist blauverschoben.
- Nanopartikel zeigen bei kritischen Größen Superparamagnetismus oder hohe Koerzitivfeldstärke. Beispielsweise werden α-Eisen-, Fe3O4-, α-Fe2O3- und Ni-Partikel ab einer Partikelgröße von 5 nm, 16 nm, 20 nm bzw. 15 nm superparamagnetisch. Eisenbasierte Nanopartikel haben einen deutlich stärkeren Magnetismus als Massenmaterialien. Sie weisen Superparamagnetismus oder hohe Koerzitivfeldstärke auf. Ultrafeines Eisenpulver (10 nm) ist eine einzelne magnetische Domäne. Es kann als Dateneinheit in hochdichten magnetischen Speichergeräten dienen.
- Gute Wärmeleitfähigkeit. Ultrafeines Pulver hat bei niedrigen Temperaturen nahezu keinen Wärmewiderstand und verfügt über eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit.
- Metallische Mikropulver weisen einen starken Abfall der Leitfähigkeit auf. Nichtmetallische Pulver weisen einen starken Anstieg der Leitfähigkeit auf. Silberpulver wird bei 10–15 nm nichtleitend. SiO₂ wird bei 15–20 nm leitfähig.
- Die mechanischen Eigenschaften verdoppeln sich. Die Härte von Kupfer mit einer Partikelgröße von 6 nm ist 500% höher als die von massivem Kupfer.
Wie wählt man ein ultrafeines Mahlverfahren aus?
Mechanische Feinstvermahlung zielt auf eine Partikelgröße von d97 ≤ 10 μm ab. Sie umfasst sowohl Trocken- als auch Nassverfahren.
Das trockene Ultrafeinmahlverfahren ist ein weit verbreitetes Ultrafeinmahlverfahren für harte und spröde Materialien. Der Produktionsprozess ist kurz und erfordert keine anschließende Filtration, Trocknung oder andere Dehydrationsprozesse. Daher zeichnet es sich durch einfache Bedienung, leichte Steuerung, geringe Investitionen und niedrige Betriebskosten aus.
Beim Nass-Ultrafeinmahlen wird Wasser als Mahlhilfsmittel verwendet. Nassmahlen unterstützt die Pulverdispersion. Die hohe Dichte des Wassers verbessert die Feinklassierung. Es bietet hohe Effizienz, feine Größe und enge Verteilung. Die Herstellung von trockenem Pulver erfordert Filter- und Trocknungsanlagen. Getrocknetes Pulver kann agglomerieren und muss entagglomeriert werden. Der Prozess erfordert mehr Ausrüstung und ist komplexer.
Wie wählt man eine Anlage zum Mahlen von ultrafeinem Pulver aus?
Die Auswahl der Ausrüstung ist für das Ultrafeinmahlen entscheidend. Sie hängt von Materialeigenschaften wie Härte, Dichte, Feuchtigkeit und Aufgabegröße ab. Auch Durchsatz, Produktfeinheit und Partikelgrößenverteilung spielen eine Rolle. Reinheit, Partikelform und Prozessaufbau spielen ebenfalls eine Rolle. Die Ausrüstung muss die Anforderungen an Produktgröße, Kapazität und maximale Aufgabegröße erfüllen.
Für Massenindustrie Mineral ultrafeine Pulver, wie schwere Kalziumkarbonat, Talk, Kaolin und Wollastonit. Trockene Ultrafeinmahlanlagen sollten aufgrund ihres niedrigeren Stückwerts bevorzugt werden. Nasse Ultrafeinmahlanlagen eignen sich zum Feinmahlen von Materialien unterschiedlicher Härte.
Luftstrahlmühlen gehören zu den wichtigsten Mahlanlagen für ultrafeines Pulver. Sie eignen sich ideal für feine, hochreine und hochwertige Materialien. Sie können Pulver mit d97 = 3–5 μm produzieren. Die Produktionsleistung reicht von Dutzenden Kilogramm bis zu mehreren Tonnen pro Stunde. Sie werden für nichtmetallische Mineralien wie Talk, Graphit, Wollastonit und Kaolin verwendet. Auch für Schleifmittel, Chemikalien, Pigmente, Pharmazeutika, Metalle und Seltene Erden geeignet.
Luftklassierermühlen werden häufig in der nichtmetallischen Mineralindustrie eingesetzt. Sie werden häufig für kohlebasiertes Kaolin, Kalzit, Marmor, Kreide, Talkum und Speckstein verwendet. Auch für Chemikalien und Pestizide in ultrafeiner Mahlung werden sie eingesetzt. Die typische Produktfeinheit erreicht d97 = 10 μm (1250 Maschenweite). Mit Hochleistungsklassierern können Produkte mit d97 = 5–7 μm hergestellt werden.
Kugelmühlen werden häufig für Kaolin, schweres Calciumcarbonat, Glimmer und Talkum verwendet. Als Mahlkörper werden Kugeln oder Stahlsegmente verwendet. Die Produktpartikelgrößenverteilung ist im Allgemeinen breit. Sie werden häufig in geschlossenen Mahlkreisläufen mit Sichtern eingesetzt. Dies KugelmühleDas Trockenklassierer-Kreislaufverfahren wird zur Herstellung von ultrafeinem, schwerem Calciumcarbonat eingesetzt. Die Aufgabegröße beträgt ≤ 5 mm, die Produktfeinheit d97 = 5–45 μm.
Der Turbomühle ist eine neue, in China entwickelte Trockenmahlanlage für feines und ultrafeines Pulver. Sie eignet sich zum Mahlen von Kalkstein, Kalzit, Marmor, Talkum, Wollastonit, Kaolin, Baryt, Quarz und Feldspat. Die Aufgabegröße beträgt ≤ 30 mm, die Produktfeinheit ist zwischen d97 = 40–10 μm (400–1250 Maschenweite) einstellbar.
Abschluss
Der Schlüssel zur Auswahl des geeigneten Mahlverfahrens und der passenden Anlage für ultrafeines Pulver liegt im umfassenden Verständnis der Materialeigenschaften, Produktionsanforderungen und Produktspezifikationen. Unter Berücksichtigung von Faktoren wie Mahlleistung, Partikelgrößenverteilung, Energieverbrauch und Anlagenwartung können das optimale Verfahren und die optimale Anlage ausgewählt werden, um die Produktionseffizienz zu verbessern, Kosten zu senken und die Produktqualität sicherzustellen.
Episches Pulver
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